При изготовлении изделий из мелкозернистых бетонов задача обеспечения предприятий необходимыми заполнителями может решаться путем использования отходов нерудной промышленности, таких, как отсевы дробления горных пород на щебень.

В обычных цементных бетонах использование отсевов ограниченно из-за неудовлетворительного зернового состава и высокого содержания в непромытом продукте пылеватых примесей, вызывающих перерасход цемента. Лишь небольшая часть отсевов камнедробления используется в строительстве для изготовления, главным образом, асфальтовых бетонов.

В последнее время всё большее распространение находит формование мелкоштучных бетонных изделий вибропрессованием сверхжестких смесей. Влияние пылеватых примесей на свойства бетона из пластичных и литых смесей изучено достаточно. В смесях повышенной жесткости при уплотнении вибропрессованием следует ожидать не столь резкого отрицательного влияния пылеватых частиц на водопотребность. В таких условиях пылеватые частицы могут проявить себя в качестве эффективного наполнителя, способствующего повышению плотности и прочности бетона.

Были проведены исследования гранитного отсева как основного заполнителя мелкозернистого бетона, уплотняемого способом объемного вибропрессования сверхжестких смесей. В исследованиях использовался отсев Выровского и Клёсовского щебеночных заводов Ровенской области (Украина).

Как показали проведенные исследования, отсевы дробления представляют собой смесь песчаной фракции гранита размером от 0,16 до 5 мм и пылеватой составляющей. Содержание пылеватой фракции для разных проб колеблется от 14 до 17 %.

Частицы размером больше 0,16 мм представляют собой дробленый песок, повышенной крупности (Мкр=2,9–3,4). Он представлен, главным образом, фракцией от 5–1,25 мм, содержание которой составляет 52–65 %. Преобладание крупной фракции песка (46–48 %) свидетельствует о прерывистом зерновом составе гранитного отсева и является причиной его повышенной пустотности.

Пылеватые частицы отсева представляют собой дисперсный порошок с удельной поверхностью 2175–2230 см2/г (измерено прибором ПСХ-2). Анализ интегральной и дифференциальной кривых распределения частиц, полученных путем седиментационного анализа, дает возможность считать, что гранулометрический состав является неравномерным и прерывистым: около 50–55 % гранитной пыли представлено частицами размером 0,13–0,16 мм, 12–15 % — 0,11–0,13 мм, более 30 % — >0,11 мм. Содержание зерен размером меньше 5 мкм — 7–9 %. Общее содержание глинистых частиц в отсеве — 1,5–2 %, что удовлетворяет требованиям нормативных документов.

Испытания отсевов в качестве основного заполнителя вибропрессованных бетонов выполнялись путем изготовления в лабораторных условиях образцов-цилиндров d=h=100 мм. Образцы формовались на лабораторной виброплощадке с рабочей частотой колебаний 50 Гц и амплитудой 0,5 мм. Динамическая нагрузка осуществлялась с помощью специально изготовленных пригрузов. Параметры вибропрессования: частота 50 Гц, амплитуда 0,5 мм, продолжительность уплотнения 6–12 сек, величина динамической нагрузки (давление) 0,06 МПа. Изготовлялись бетоны в диапазоне В/Ц от 0,28 до 0,72.

Образцы твердели в нормальных условиях (=90–100 %, t=18–20 °C). Определялись следующие параметры: водопотребность бетонной смеси (В; л), средняя плотность отформованных образцов (0; кг/м3), формовочная прочность (Rф; МПа), прочность при сжатии в возрасте 7 и 28 сут. (R7, R28; МПа), водопоглощение по массе (Wm; %), морозостойкость (F; циклов; определялась ускоренным способом путем замораживания — оттаивания в 5%-ном растворе хлористого натрия).

Водосодержание бетонной смеси подбиралось с учетом необходимой формуемости при влажности W=6–8 %. Марка бетонной смеси по удобоукладываемости СЖ3 (ГОСТ 7473-94).

Результаты влияния состава на свойства вибропрессованного бетона на гранитном отсеве приведены в табл. 1.

Таблица 1. Свойства вибропрессованного бетона на гранитном отсеве

Результаты проведенных испытаний показывают, что на необогащенных гранитных отсевах способом объемного вибропрессования бетонных смесей сверхжесткой консистенции (влажность 6–8 %) можно получать бетоны классов В15–35.

Формовочные свойства смесей, определяются средней плотностью образцов и их прочностью после формования (Rф). Целесообразность обеспечения некоторой формовочной прочности в вибропрессованных бетонах связана с необходимостью немедленного освобождения изделий из пресс-формы и осуществления их технологических перемещений. Достаточная формовочная прочность в таких условиях составляет 0,4–1,1 МПа. Достижение нужной формовочной прочности определяется, в основном, количеством вяжущего в бетоне и подбором оптимального расхода воды.